Proyecto de uniones para estructuras tubulares metálicas.

Con este fragmento de un proyecto en curso, busco resaltar la esencial fusión entre el conocimiento ingenieril y las innovadoras tecnologías de diseño generativo e impresión 3D en metal. También subrayar la imperativa necesidad de facilitar una formación integral para los ingenieros, capacitándolos para afrontar proyectos de esta índole, un formación que les permita abordar este tipo de proyectos siendo capaces de desplegar todo su conocimiento combinándolo con las herramientas de software más avanzadas.

La esencia:

En la era digital actual, el Diseño 3D, el Análisis FEM (Método de Elementos Finitos) y el Diseño Generativo han revolucionado la forma en que concebimos, prototipamos y fabricamos productos. Estas herramientas avanzadas han allanado el camino para la innovación y la eficiencia en una amplia gama de industrias, desde la automotriz hasta la aeroespacial, desde la arquitectura hasta la fabricación de productos de consumo.

Sin embargo, detrás de cada diseño exitoso y cada solución optimizada se encuentra el conocimiento experto de un ingeniero. En este artículo, exploraremos por qué el conocimiento ingenieril es fundamental para sacar el máximo provecho del Diseño 3D, el Análisis FEM y el Diseño Generativo.

Más allá de simplemente dominar las herramientas y técnicas, para la realización de este proyecto se ha debido aportar una comprensión profunda de los principios de ingeniería subyacentes, lo que permite interpretar datos, optimizar diseños y tomar decisiones informadas en cada etapa del proceso de diseño y desarrollo.

Motivación del proyecto:

El proyecto aborda el desafío persistente de la soldadura en las estructuras tubulares de seguridad. La soldadura exhibe un comportamiento inadecuado frente a impactos violentos, comprometiendo la integridad de estas estructuras. Aunque se implementan medidas para mitigar sus defectos, en ocasiones las soldaduras pierden completamente su integridad estructural tras un único impacto, dejando expuestos a quienes dependen de la estabilidad de la estructura.

El software, Autodesk :

En todo el proceso se han empleado diferentes opciones del paquete de software ofrecido por Autodesk , incluyendo Inventor para diseño mecánico, el potente Nastran para análisis FEM y Fusion 360 para diseño generativo.

El paquete Autodesk ofrece una total integración entre sus diferentes software que lo hacen ideal para proyectos multidisciplinares de este tipo, garantizando una compatibilidad y una increíble comodidad a la hora de interactuar entre los diferentes procesos de diseño y análisis.

La importancia de la ingeniería:

El análisis FEM de una estructura basada en uno de los diseños más populares del mercado ha sido un paso crucial en este proyecto. La labor del ingeniero es fundamental en este proceso, ya que es responsable de interpretar los datos obtenidos, identificar puntos críticos y proponer mejoras para optimizar el rendimiento de la estructura.

La experiencia y el conocimiento técnico son indispensables para comprender el comportamiento estructural y extraer conclusiones significativas del análisis FEM. Además, se transforman estos datos en una base sólida para el siguiente paso del proceso de diseño, el diseño generativo.

En resumen, la labor del ingeniero en esta fase del proyecto es esencial para avanzar hacia una solución más eficiente y efectiva. Su capacidad para interpretar los datos y proponer mejoras son clave para el desarrollo exitoso de la estructura.

Impresión 3D, Meltio :

Como método de fabricación se ha elegido una impresión 3D en metal de Meltio , que garantiza una gran resistencia en el plano transversal al plano de impresión. Este método emplea tecnología laser con un hilo continuo de metal, haciéndolo extraordinariamente limpio, eficiente y versátil.

La fabricación de nuestras piezas con esta tecnología nos permite salvar los problemas de la soldadura, a la vez que nos abre la puerta al uso de materiales como aceros de alta resistencia o titanio en un modo sencillo, eficiente e increíblemente económico, algo impensable con los métodos de fabricación tradicionales.

Resultados:

En este artículo se expone uno de los resultados preliminares del proyecto y su primera optimización.

Se trata de una cruceta de unión realizada en titanio, que nos da la posibilidad de hacernos a la idea de la potencia de esta combinación de sistemas de diseño y tecnología constructiva.

Después de una optimización, tenemos un modelo que cumple holgadamente con las solicitaciones estructurales y con todas las ventajas que el titanio nos ofrece.

Conclusiones:

Mediante el proceso y las herramientas elegidas, podemos afirmar sin duda alguna que una optimización de este tipo de estructuras es más que posible. Abriendo la puerta a la eliminación de los problemas de soldadura y a la utilización de un gran abanico de materiales e infinidad de aleaciones. Los resultados preliminares vaticinan un éxito para las siguientes fases del proyecto.

Es crucial destacar que el éxito de proyectos como este no solo depende de las herramientas y tecnologías disponibles, sino también del nivel de competencia y experiencia de los ingenieros que las utilizan. Es fundamental proporcionar una formación integral que permita a los ingenieros integrar eficazmente el diseño generativo con su profundo conocimiento en ingeniería estructural.

Esta formación no solo capacita a los ingenieros para utilizar las herramientas de diseño generativo, sino que también les permite comprender cómo estas técnicas se alinean con los principios fundamentales de la ingeniería. De esta manera, los ingenieros pueden aprovechar al máximo las capacidades del diseño generativo para optimizar las estructuras, resolver problemas complejos y explorar nuevas posibilidades de diseño.

La inversión en formación en diseño generativo es una inversión en el futuro de la ingeniería. No solo garantiza que los ingenieros estén preparados para enfrentar los desafíos actuales, sino que también los equipa con las habilidades necesarias para innovar y liderar en un mundo en constante evolución de la fabricación aditiva y la ingeniería de vanguardia.